隆冬時節，上海動物園有些「冷清」：揚子鱷閉目養神，任憑蝴蝶停在背上；亞達伯拉象龜行動放緩、食量下降；蟒蛇媽媽纏繞著小蛇寶寶，互相依偎著沉沉睡去……在飼養員和科研人員看來，動物冬眠期間有著奇特的生理機制，有些「謎團」還難以破解，要是人類能有這一招，那許多疾病都可以得到治癒。
蛇龜睡一冬開春大繁殖
上海動物園內的兩爬展區裡，共有蛇、蜥蜴、鱷魚和烏龜等動物70餘種1000餘尾，它們大多來自熱帶地區，對寒冬天氣異常敏感，冬眠溫度也各不相同，為此園方用供暖設備和保溫乾草等為它們調節室溫。
每年11月初起，來自熱帶地區的蛇已開始減小食量、「睡眼朦朧」，飼養員將室溫設定在16—18攝氏度的「冬眠溫度」，防止它們在低於10攝氏度的環境裡凍死或凍傷；位於半室外展區的十幾條揚子鱷也各自找到最佳冬眠地點，有的挖了地洞三三兩兩鑽進去，有的一半泡在池水裡、一半露在水面上曬太陽，任憑遊客「千呼萬喚」，也只是偶爾微睜一下眼睛；只有象龜和眼鏡王蛇等「大塊頭」照樣吃喝不冬眠。
「冬眠質量高，有利於動物健康。」飼養員說，冬眠溫度大有講究，溫度較高時冬眠動物新陳代謝加快，有助於消耗脂肪，幫助那些過於安逸的動物「減肥」，但冬眠期間最好有一段30—45天的「低溫時段」，以此促進性腺發育，提升來年開春後的繁殖能力，還可以讓動物醒來後胃口大開、運動量增加。
冬天裡，讓兩棲動物們睡個香甜的好覺，有助於促進性腺發育、提升它們的繁殖能力，明年開春孵化更多小寶寶。每年到這個時節，園方都會通過調節室內溫度、溼度、光線等方式，提高動物們的冬眠質量。
得益於園方對蟒蛇冬眠溫度的成功控制，前幾年夏天，園裡的大蟒蛇媽媽孵出一窩小蛇，實現了華東地區蟒蛇繁殖零的突破。此前，飼養員們一邊養蛇一邊探索蟒蛇繁殖，已嘗試整整5年。在突破種群性比、飼料優化和疾病防治這「三道坎」之後，他們著手新的研究，在前一年12月裡把蟒蛇臥室的溫度降低到16攝氏度左右，降低其新陳代謝速度，幫助性腺發育。
果不其然，第二年開春，一條雌性蟒蛇歷經一季「深度睡眠」後健康狀況格外好，產下30餘枚蛋，孵出的小蛇足足存活了28條。每到冬季，飼養員還會把一些正進入半冬眠狀態的小蛇寶寶從媽媽身邊移到人工暖房。它們一周會醒來吃一兩次食，每頓都能吃下至少四五隻小白鼠。
冬眠中的動物機體是個謎
不僅是兩棲類和爬行類動物會冬眠，一些哺乳動物也以冬眠的形式度過漫漫冬季。專家研究結論表明，熱血動物和冷血動物的冬眠不同，在冬眠的時候，冷血動物體溫的升降是種被動的形式，完全由外部的環境來決定。而熱血動物則不同，它們是有目的地對體溫加以控制，調節到冬眠時的最佳溫度後才開始冬眠。當它們甦醒的時候，製造熱量的器官會充分地調動起來，在幾小時內把溫度恢復到原來的水平。
比如說，刺蝟在冬眠的時候會把身體蜷縮起來，不吃不喝，呼吸變得極其微弱，心跳緩慢，每分鐘只跳10～20 次。一隻清醒的刺蝟放到水裡幾分鐘就會被淹死，而冬眠的刺蝟30分鐘也淹不死。黃鼠在冬眠的130多天中總共放出的熱量才29焦耳，而在冬眠過後的13天中卻能放出2420焦耳的熱量。
冬眠這件事，對於科學家來說，至今還是一個謎團。有的研究人員認為，外界的刺激是導致動物冬眠的原因。外界的刺激主要有溫度下降和食物不足兩個方面。有人對蜜蜂做過這樣的實驗，當氣溫在7℃～9℃的時候，蜜蜂的翅膀和足就停止了活動，但輕輕地觸動還是能微微抖動；當氣溫降到4℃～6℃的時候，就完全進入了麻痺的狀態；如果再降低溫度，蜜蜂就會進入更深的睡眠狀態。由此可見，動物的冬眠和溫度的關係密切。實驗中還發現，籠養的小囊鼠在供食充足的情況下，冬季也不會進入冬眠狀態。
但是有人提出，人工降溫並不能保證所有的冬眠動物都能進入冬眠的狀態；不少冬眠動物在進入冬季的時候，就會自動停止進食或拒絕進食，並不是由於食物不足的原因。
還有的科學家提出了生物鐘學說，認為是生物的節律控制了每年冬眠動物的代謝變化。恆溫動物的冬眠變溫現象是進化生態的一種次生性的退化，是和動物遷徙和冬季儲藏食物相似的一種生態的適應，是在進化中已固定下來的一種生物節律，但是這種學說缺少事實性的根據。
早在上世紀80年代，就有科學家從松鼠的腦中提取到了一種抗代謝的激素。把這激素注射到沒有冬眠習慣的小鼠體內，發現小鼠的代謝率會明顯地降低，體溫也會降低到10℃左右，看來激素可能也是誘發動物冬眠的一個因素。
如果人類能學到動物冬眠的本領
動物的冬眠「本領」，能不能為人類所用？
科學家進一步發現，動物冬眠期間的生存狀況令人驚奇: 血液循環急劇變慢,呼吸節奏幾乎感覺不到,體溫在冰點附近波動。一名專門北極黃鼠冬眠的美國專家曾經說：「很難聽到心跳,無法區分動物已經死亡還是處於冬眠狀態。我們面臨的簡直是一團冰冷的凝塊」。
醫學界對冬眠現象的興趣在於：研究清楚進入冬眠狀態、以及在長時間冬眠中維持生命的生物化學過程後,就能找到治療多種疾病的新方法。
比如說，大腦細胞對缺氧特別敏感,即使是短短幾分鐘的缺氧就會使大腦受到不可逆轉的損傷,然而熊的大腦細胞在冬眠期間幾個月處於缺氧的狀態卻不會因此而死亡。雖然冬眠動物在甦醒之後某段時間裡會顯得很疲勞和行動遲緩,但是以後任何時間大腦都不會發生這樣的缺氧跡象。
進入冬眠狀態的神經細胞的生物化學活性會下降,腦細胞中的蛋白質合成也會降低到極點。研究表明,有關縮小新陳代謝的指令來自大腦的下丘腦，此外它的神經中樞還控制體溫、血壓、呼吸、睡眠、飢餓或吃飽感覺以及參與生理繁殖。若能了解使神經細胞在冬眠期間免受死亡的分子機理,就能找到治療中風患者新的有效方法。
還有，冬眠期長達5個月的熊能在這期間不吃不喝,膀胱和腸道在冬眠期失去作用,如果人的膀胱和腸道失去作用幾天就會因尿中毒而死亡。而冬眠的熊具有驚人的生理性能: 積聚在膀胱中的尿會通過膀胱壁返回體內,尿液中的有毒成分在膀胱內會變成無毒的蛋白質。尤其是這種蛋白質會進入母熊的奶中,母熊正是在冬季產下後代。如果科學家能完全弄清楚冬眠動物的生理性能並將它用於腎病患者,則可以挽救那些必須定期作人工透析以清除血液中有毒物質的嚴重腎病患者。
熊的另一個特點,即使是體重達100公斤以上的熊,儘管它在冬眠期間長時間不動,但是它的骨骼強度不會因此而降低。而臥床數月的病人卻會使自己的骨骼強度降低四分之一,太空人作一個月的宇宙飛行,其骨骼質量會減少20%。
人體上的這些變化為何不會在熊身上發生呢? 原來,熊的機體會利用某些生化過程從血液中回收鈣,在骨骼中失去的部分鈣能及時從血液中得以補充,使鈣重新變成強化骨骼的「建築材料」。多年來生物化學家一直在尋找熊血液中的特殊物質,該物質能一次又一次地使熊骨骼得以強化。只要找到這種物質,就能給千百萬老年人帶來福音: 使老年人不再有骨骼疏鬆的危險。
還有許多關於動物冬眠的秘密，正在等待我們破解。